Wiesława Głodkowska, Marek Ziarkiewicz
Koszalin University of Technology, Poland
corresponding author’s e-mail:
Abstract
Waste sands resulting from coarse aggregate extraction are becoming an increasingly pressing ecological issue in northern Poland, the Middle East or North Africa. In order to manage the waste sand, a fine-grained composite with the addition of steel fibers has been developed. As steel fibers constitute 1.2% of the composite, it has been called Steel Fiber Rein-forced Waste Sand Concrete (SFRWSC). The physico-mechanical and rheological properties of the composite meet the re-quirements of construction materials and make it more effective than ordinary concrete. In order to prove SFRWSC's useful-ness in the production of construction elements, experimental investigations on flexural behavior of full-scale conventional-ly reinforced concrete beams have been carried out. The test specimens were divided into three series differing as to the con-ventional reinforcement ratio. It has been demonstrated that SFRWSC can be readily used in the production of bending struc-tural elements. Steel fibers increase considerably the load bearing capacity and stiffness of the specimens, which makes par-tial reduction of conventional reinforcement possible. Next, the calculation results in accordance with RILEM and Model Code 2010 provisions and the experimental research results have been compared. It has been proved that bending moments according to the aforementioned international regulations are overestimated in relation to the experimental values. The ob-tained results highlight the necessity to correct these methods before using them for designing elements made from SFRWSC and Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC).
Keywords
waste sand, structural element, load bearing capacity, flexural failure, fibercomposite
Obliczanie nośności zginanych elementów fibrokompozytowych
Streszczenie
Hałdy piasku odpadowego powstałego w wyniku wydobycia kruszyw grubych stanowią coraz poważniejszy problem ekologiczny w północnej Polsce, na Bliskim Wschodzie czy tez północnej Afryce. W celu zagospodarowania tego piasku opracowano drobnokruszywowy kompozyt z dodatkiem włókien stalowych (Steel Fibre Reinforced Waste Sand Concrete – SFRWSC), których zawartość wynosi 1,2%. Opracowany kompozyt charakteryzuje się właściwościami fizyko-mechanicznymi i reologicznymi, które spełniają wymagania materiałów konstrukcyjnych i są korzystniejsze niż betonu zwykłego. Aby wykazać przydatność tego kompozytu do wytwarzania elementów konstrukcyjnych przeprowadzono badania zginanych belek żelbetowych w skali naturalnej. Badane elementy podzielono na trzy serie różniące się stopniem zbrojenia konwencjonalnego (zbrojenie z uwagi na zginanie). Wykazano, że opracowany fibrokompozyt może być z powodzeniem stosowany do wykonywania zginanych elementów konstrukcyjnych. Włókna stalowe w istotny sposób zwiększają nośność i sztywność elementów, a przez to możliwa jest częściowa redukcja zbrojenia konwencjonalnego. Wyniki badań eksperymentalnych porównano z wynikami obliczeń wg RILEM i Model Code 2010. Dowiedziono, że momenty zginające obliczone wg wspomnianych międzynarodowych przepisów są zawyżone względem wartości doświadczalnych. Uzyskane wyniki wskazują na konieczność dokonania korekty tych metod w celu ich zastosowania do wymiarowania zginanych elementów wykonanych z kompozytu SFRWSC oraz fibrobetonu (Steel Fibre Reinforced Concrete – SFRC).
Słowa kluczowe
piasek odpadowy, element konstrukcyjny, nośność, zniszczenie, fibrokompozyt
Full text / Pełny tekst
PDF (English)
